DE7434286U - Elektrisches Kabel mit vorgefertigter Verbindungsmuffe - Google Patents

Description

DPA - G 74 542 86.2 - - Pl 4135a - 23.1.1975 - 1 -

Anmelder: Feiten & Guilleaume Kabelwerke Aktiengesellschaft 5 Köln 80 Schanzenstraße

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Elektrisches Kabel mit vorgefertigter
Verbindungsmuffe

Die Neuerung bezieht sich auf ein elektrisches Hoch- und Höchstspannungskabel mit wenigstens einer vorgefertigten Verbindungsmuffe, bestehend aus einer der blanken Leiterverbindungsstelle der Enden zweier Abschnitte desselben umfänglich unmittelbar anliegenden, sich in ihren Endbereichen bis über die Kabel- oder Aderisolierung erstreckenden Feldsteuerungselektrode und einem diese und beiderends daran anschließende Teile der Isolierung umschließenden Isolierwickel aus Bändern.

üblicherweise werden zur Feldsteuerung von Muffen für Radialfeldkabel die Enden der Aderisolierung mit Konen versehen. Zur Vermeidung von Feldspitzen wird die Leiterverbindung

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leitergleich bearbeitet oder torpedohUlsenförmig geglättet. Die Herstellung der Konen, sowie das Bearbeiten der Leiterverbindung ist sehr zeitaufwendig. Ebenso erfordert die konenbedingte Baulänge der Muffe eine erhebliche Wickelarbeit zur Aufbringung des MuffendielektrJkums.

Aus DT-GM 354 655 ist eine Muffenverbindung für Starkstromkabel bekannt, bei der als Leiter-Verbindungselemente einfache Lötoder Preßhülsen verwendet sind und als Feldsteuerung innerhalb des isolierenden Wickels ein unmittelbar auf die blanken Leiter, die Verbindungshülse und auf die zylindrisch abgesetzten Endabschnitte der Aderisolierung aufgebrachter Wickel aus leitfähigem Kunststoffband in einer die Aderisolierung geringfügig überragenden Dicke angeordnet ist, wobei der leitfähige Wickel den Raum zwischen den abgesetzten Enden der Aderisolierung ausfüllt und sich beiderends, jedoch geringer als der isolierende Wickel, über deren Außenfläche erstreckt.

Diese bekannte Muffenverbindung hat sich für Starkstromkabel im Nieder- und Mittelspannungsbereich außerordentlich gut bewährt. Sie erbringt den Vorteil einer wesentlichen Vereinfachung aller zur Herstellung einer sicheren Kabelverbindung erforderlichsn Montagearbeiten. Die erforderliche Betriebssicherheit ist jedoch bei Verwendung dieser bekannten Muffenverbindung für .Hochspannungs-Starkstromkabel nicht mehr in dem gewünschten Ma3e gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, unter Beibehaltung des Vorteiles einer vereinfachten Montage, eine Muffenverbindung für Hochspannungs-Starkstromkabel zu schaffen, mit der beim Einsatz für den Betrieb mit hohen und höchsten Spannungen eine hohe Spannungsfestigkeit und somit die erforderliche Betriebssicherheit gewährleistet ist. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich

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mit einer Verbindungsmuffe der eingangs umrissenen Art, bei welcher eine Anzahl im radialen Abstand von der Feldsteuerungselektrode bzw. voneinander in den Isolierwickel umfänglich eingebetteter, kapazitiver Einlagen vorgesehen ist, wobei jeweils die äußere Einlage länger als die inneren bemebsen ist. In einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung weist d.'e Verbindungsmuffe mindestens 6 kapazitive Einlag η auf, die in Bezug auf die Außenfläche der zentralen Feldsteuerungselektrode bzw. voneinander in einem gegen außen zunehmend größeren radialen Abstand angeordnet sind.

Mit Hilfe der im Isolierwickel entsprechend angeordneten kapazitiven Einlagen gelingt es, das elektrische Feld is Bereich der Verbindungsmuffe derart zu steuern bzw. etwa an den Enden der zentralen Feldsteuerungselektrode auftretende Spitzenwirkungen so weit abzubauen, daß mit dieser Muffe die gleiche spezifische Spannungsfestigkeit erreicht wird, wie mit den bicher für Hoch- und Höchstspannungs-Starkstromkabel vorgesehenen Verbindungsmuffen. Die erfindungsgemäße Verbindungsmuffe ist, bei entsprechender Berücksichtigung der speziellen Verhältnisse, sowohl für den Einsatz mit kunststoffisolierten Hochspannungskabeln als auch für Hochspannungskabel mit massegetränkter Papierisolierung bzw. ölkabel geeignet.

In Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der radiale Abstand zwischen den Einlagen zumindest 0,5 nun beträgt, und die innerste kapazitive Einlage die Feldsteuerungselektrode, bzw. jede der aufeinanderfolgenden Einlagen die von ihr umgebene Einlage, beiderends um eine Länge von wenigstens 10 mm überlappt. Hierdurch ergibt sich bei günstigen Feldsteuerungsverhältnissen eine möglichst kurze Baulänge der Verbindungsmuffe. Das in Bezug auf eine optimale Feldsteuerung jeweils günstigste Maß der Überlappung ist jeweils in Abhängigkeit von der vorgesehenen

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Betriebsspannung zu wählen. Beispielsweise empfiehlt es sich, bei bestimmten Spannungsverhältnissen eine gegen außer, zunehmend größeie Überlappung der einzelnen Einlagen bzw. einen gegen außen zunehmend größeren Abstand zwischen diesen vorzusehen, um zu bewirken, daß der Verlauf des elektrischen Feldes möglichst gleichmäßig und der Spannungsabfall zwischen den einzelnen Lagen etwa gleich ist.

Insbesondere bei Verwendung mit kunststoffisolierten Kabeln ist es erfindungsgemäß, daß wenigstens die kapazitiven Einlagen, vorzugsweise auch die zentral angeordnete Feldsteuerungselektrode aus einem elektrisch leitfähig gemachten Kunststoff bestehen. Hierfür sind beispielsweise aus einom leitfähig gemachten Polyäthylen gefertigte Bänder geeignet, die sich am Montageort mit geringem Aufwand in der gewünschten Weise auf die blanke Leiterverbindungsstelle und zwischen die Lagen des Isolierwickels aufbringen bzw. einlegen lassen, wobei sie mit dem gegebenenfalls aus selbsthaftenden bzw. selbstverschweißenden Bändern bestehenden Isolierwickel eine homogene Einheit bilden.

Für papierisolierte, massegetränkte H-chspannungs-Starkstromkabel wird ?.is kapzitive Einlage der Muffe die Verwendung von Rußpapier oder Metallfolien bevorzugt, wobei der Isolierwickel aus entsprechenden Papierstreifen bestehen kann. Auch ist es insbesondere zur Verbindung von massegetränkten Hochspannungskabeln bzw. von ölkabeln vorteilhaft, wenn die zentrale Feldsteuerungselektrode als vorgefertigter, vorzugsweise metallischer Festkörper ausgebildet ist. Es versteht sich, daß diese Ausführungsform der Erfindung auch für den Einsatz mit kunststoffisolierten Kabeln geeignet ist, sofern die erforderliche Stückzahl einer bestimmte Abmessungen aufweisenden Feldsteuerungselektrode exne rationelle Verfertigung derselben zuläßt und diese daher wirtschaftlich vertretbar ist. Im Bezug auf die massegetränkten,

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papierisolierten Kabel und die ölkabel erbringt die als vorgefertigter Festkörper ausgebildete Feldsteuerungselektrode den Vorteil, daß sie mit für den freien Durchfluß des flüssigen isolierenden Mediums heranziehbaren Aussparungen versehen sein kann und mit ihren Flanken die Schnittflächen der Kabelisolierung abstützt.

Für eine vereinfachte Montage ist es in Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, wenn die Feldsteuerungselektrode als in der Längsmittelebene geteilter Festkörper ausgebildet ist, da sich die zweiteilige Feldsteuerungselektrode auf eine in der erfor-

tderlichen Weise auf einem der Elektrodenlänge entsprechenden Abschnitt von der Kabelisolierung befreite Leiterverbindungsstelle besonders einfach und mit geringem Zeitaufwand montieren läßt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert: Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Kabelverbindungsmuffe im Längsschnitt.

Die in der Zeichnungsfigur mit 1 bezeichneten Leiter zweier miteinander zu verbindender, kunststoffisolierter Hochspannungskabel 9 sind an einer Verbindungsstelle 6 mittels einer ein- ' fachen zylindrischen Verbindungshülse 8, beispielsweise einer Preßhülse, miteinander verbunden. Hierzu sind die Endabschnitte der Kabelisolierung 2 beider Kabel 9 im Bereich der Verbindungsstelle 6 so weit, wie hierfür erforderlich, derart entfernt, daß das Ende jeder Kabelisolierung in einem gewissen Abstand von der Verbindungsstelle im wesentlichen radial abgesetzt ist. Bei dieser Art der Kabelverbindung erübrigt sich die bisher übliche konische Ausbildung der Enden der Kabelisolierung ebenso wie die Verwendung einer sogenannten "Torpedo"-Löthülse und somit der hierfür erforderliche erhebliche Montageaufwand.

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Die mit der Verbindungshülse 8 versehene Verbindungsstelle 6 ist von einer zentralen Feldsteuerungselektrode 3 umgeben, die den Raum zwischen den abgesetzten Enden der Isolierung 2 der miteinander verbundenen Kabeln 9 ausfüllt und sich darüberhinaus beiderends ein Stück über die Kabelisolierung 2 erstreckt. Die zentrale Feldsteuerungs#.ektrode 3 kann als Wickel beispielsweise aus durch Ru.S- oder Graphitbeigabe elektrisch leitfähig gemachten Kunststoffbändern, insbesondere Polyäthylenbändern, oder auch aus Metallfolien ausgebildet oder als ein- oder mehrteiliger Festkörper entsprechender Form und Dimensionierung, vorzugsweise aus Metall, vorgefertigt und am Montageort in den « durch das Ausschneiden der Kabelisolierung 2 geschaffenen Ring- * raum eingesetzt sein. Sie kann auch mit der Verbindungshülse 8 einstückig ausgebildet bzw. derart gestaltet sein, daß sie dazu geeignet ist, deren Aufgabe zu erfüllen. Insbesondere zur Verwendung, mit Kabeln, deren Isolierung zumindest teilweise mittels eines flüssigen Mediums erfolgt, z.B. öilkabeln, kann die vorgefertigte Feldsteuerungselektrode für den Durchfluß des flüssigen Isoliermediums eingerichtet sein.

Die zentrale Feldsteuerungselektrode 3 und die anschließenden Abschnitte der Kabelisolierung 2 sind von einem Isolierwickel 4 umgeben, der an seiner Außenfläche mit einer an den Enden in die Feldbegrenzung der Kabel 9 übergehenden, feldbegrenzenden Abschirmung 7 beispielsweise in Form von Rußpapier oder dergl.,versehen ist. In dem Isolierwickel 4 sind eine Anzahl einander in konzentrischer Anordnung überlappender, kapazitiver Einlagen 5» z.B. aus leitfähigen Kunststoffbändern, Metallfolien, Rußpapier, od.dgl. angeordnet. Die innerste der kapazitiven Einlagen 5 umgibt die zentrale Peldsteuerungselektrode 3 in einem möglichst geringen Abstand von etwa 0,5 bis 1 mm, wobei sie die Endabschnitte der Feldsteuerungselektrode 3 beiderends ein Stück überlappt. Das Jeweils bevorzugte Maß der Überlappung, die Anzahl der kapazitiven Einlagen 5 und deren gegenseitiger, gegen außen vorzugsweise zunehmender Abstand voneinander sind den jeweils

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vorgesehenen Betriebs- insbesondere Spannungsverhältnissen angepaßt.

Der Isolierwickel 4 besteht in Verbindung mit kunststoffisolierten Kabeln vorzugsweise aus selbstverschweißendem Kunststoffband. Hingegen empfiehlt es sich insbesondere bei massegetränkten, papierisolierten Kabeln, sowie auch bei ölkabein, den Isolierwickel 4 aus Papierband üu erstellen, wobei zweckmäßigerweise die kapazitiven Einlagen 5 aus Rußpapier oder Metallfolien gebildet sind.

Die beschriebene Verbindungsmuffe 10 eignet sich für Innenräume und für die Verwendung im Freien, wobei für die Verbindung von kunststoffisolierten Kabeln eine äußere Schutzhülle, beispielsweise in Form eines darüber aufgebrachten SchrumpfSchlauches vorgesehen sein kann. In Verbindung mit massegetränkten Kabeln oder ölkabein i^t ein abgedichtetes äußeres Muffengehäuse aus Kunststoff outer Metall zweckmäßig.

Zahlreiche in verschiedenen Spannungsbereichen durchgeführte Versuche haben ergeben, daß durch die erfindungsgemäße Anwendung der kapazitiven Einlagen 5 der Muffe 10 ein nahezu idealer, von Feldspitzen oder Konzentrationen freier Verlauf des elektrischen Feldes erzielt wird, so daß die elektrische Festigkeit einer solchen Muffe selbst in höchsten Spannungsbereichen völlig ausreichend und somit die Betriebssicherheit der Kabelverbindung gewährleistet ist.

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Claims (1)

1. Elektrisches Hoch- und Höchstspannungskabel mit wenigstens einer vorgefertigten Verbindungsmuffe, bestehend aus einer der blanken Leiterverbindungsstelle der Enden zweier Abschnitte desselben umfänglich unmittelbar anliegenden, sich in ihren Endbereichen bis über die Kabel- oder Aderisolierung erstreckenden Feldsteuerungselektrode und einem diese und beiderends daran anschließenden Teile der Isolierung umschließenden Isolierwickel aue Bändern, gekennzeichnet durch eine Anzahl

w im radialen Abstand von der Feldsteuerungselektrode (3) bzw. voneinander in den Isolierwickel (4) umfänglich eingebetteter, kapazitiver Einlagen (5), wobei jeweils die äußere Einlage (5) länger als die innere bemessen ist.

2. Elei:trJS3he& Kabel mit Verbindungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe mindestens 6 kapazitive Linlagen (5) aufweist, die in Bezug auf die Außenfläche der zentralen Feldsteuerungselektrode (5) bzw. von einander in einem gegen außen zunehmend größeren radialen Abstand angeordnet sind.

5. Elektrisches Kabel mit Verbindungemuffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen den kapazitiven Einlagen (5) zumindest 0,5 nun beträgt, und die innerste kapazitive Einlage (5) öle Feldsteuerungselektrode (5), bzw. Jede der aufeinanderfolgenden Einlagen (5) die von ihr umgebene Einlage (5)» beiderends um eine Länge von wenigstens 10 mm überlappt.

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4. Elektrisches Kabel mit Verbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, d&3 wenigstens die kapazitiven Einlagen (5), vorzugsweise auch die zentral angeordnete Peldsteuerungselektrode (3), aus einem el&ktriseh leitfähig gemachten Kunststoff bestehen.

5· Elektrisches Kabel mit Verbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß die zenti-ale Peldsteuerungselektrode (3) als vorgefertigter, vorzugsweise metallischer Pestkörper ausgebildet ist, und die kapazitiven Einlagen (5) aus Metallfolien oder Rußpapier bestehen.

6. Elektrisches Kabel mit Verbindungsmvffe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Peldsteuerungselektrode (3) als in der Längsmittelebene geteilter Pestkörper ausgebildet ist.